计算机组成原理课程知识点复习总结.docx

简介：
本文档为《计算机组成原理》课程的知识点复习资料，涵盖硬件系统结构、指令系统、存储体系等核心内容，旨在帮助学生巩固理论知识，提高实践能力。 1. 在一种采用一地址格式的指令系统中，允许直接、间接、立即及相对寻址方式，并配备有ACC（累加器）、MAR（存储器地址寄存器）、MDR（存储器数据缓冲寄存器）、PC（程序计数器）、X（通用目的寄存器之一）、MQ（乘商寄存器）以及IR（指令寄存器），还有变址和基址两个16位专用的辅助寄存器RX、RB。若采用单字长指令，且能完成总共105种操作，则直接寻址范围为2^16个地址，一次间接寻址同样可以访问2^16个地址。 指令格式可能包括一个操作码字段和至少一个地址字段：操作码用于指示具体的操作类型；而地址字段则指向执行该指令所需的数据或存储位置。对于单字长的指令来说，若要支持上述四种寻址方式，则需要在有限的空间内合理分配各部分。 2. 如果扩展为双字长指令，并保持同样的操作码位数及寻址模式不变的情况下，直接寻址范围将扩大至2^32个地址（即16+16位的组合）。此时，一个完整的指令格式可能包含两个独立的地址字段以及操作码区域。 这种情况下，更多的空间可用于增加额外的信息或优化现有信息的表示方式。例如，在双字长设计中可以引入更多种类的操作符或者更复杂的寻址模式以提高灵活性和效率。 3. 当存储字长度固定不变时，为了能够访问8MB（即2^23）大小的主存空间，可以通过采用多地址字段或分页技术来实现。具体来说，在单个16位地址不足以覆盖整个内存容量的情况下，可以使用多个连续的地址段来表示更大范围的数据位置。 分页机制则允许将大块物理存储划分为较小且固定尺寸的部分（称为“页面”），通过维护一个表映射这些小部分与逻辑空间之间的关系从而实现灵活访问。这种策略可以在有限长度的内存地址中有效扩展可寻址的空间。 接下来，我们将进一步探讨计算机性能评估的关键指标，包括吞吐量、响应时间和利用率等，并介绍影响处理机速度的因素如主频和指令执行时间分析。 此外还讨论了RISC（精简指令集）与CISC（复杂指令集）架构的区别及其各自的优缺点。同时介绍了处理器操作的时间单位——即指令周期、CPU周期以及时钟周期的概念，以及如何通过提升频率或优化算法等方式来提高处理机的速度和效率。 最后总结指出，《计算机组成原理》课程内容涵盖了从基本的指令系统设计到复杂的性能分析等多个方面知识，为深入理解与构建高效的计算平台提供了坚实的基础。